來(lái)源：《電子技術(shù)應(yīng)用》

摘要：介紹了小波變換在靜態(tài)圖像壓縮、實(shí)時(shí)連續(xù)媒體流等多媒體業(yè)務(wù)中的應(yīng)用，并結(jié)合adv611芯片提出一套音視頻數(shù)據(jù)采集和壓縮的方案。為進(jìn)一步提高媒體服務(wù)質(zhì)量，在本方案中根據(jù)實(shí)際情況提出了幀間壓縮和碼率控制兩種解決方案。 關(guān)鍵詞：小波變換 圖像壓縮 實(shí)時(shí)連續(xù)媒體流 碼率控制 幀間編碼 隨著網(wǎng)絡(luò)用戶對(duì)多媒體業(yè)務(wù)需求的大量增加，基于internet的音視頻數(shù)據(jù)采集、壓縮技術(shù)成為各種多媒體業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)的基本要求，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織提出了多種國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)（h.26x、mpeg-4等）來(lái)實(shí)現(xiàn)低碼率及甚低碼率下的多媒體數(shù)據(jù)壓縮、傳輸及存儲(chǔ)。而國(guó)內(nèi)外各大網(wǎng)絡(luò)軟硬件廠商紛紛出臺(tái)相應(yīng)的解決方案。在這些標(biāo)準(zhǔn)、方案中，小波變換使信號(hào)的低頻長(zhǎng)時(shí)特性和高頻短時(shí)特性同時(shí)得到處理，有效地克服了傅氏變換在處理非常平穩(wěn)復(fù)雜圖像信號(hào)時(shí)所存在的局限性，因而各種多媒體業(yè)務(wù)應(yīng)用領(lǐng)域受到了廣泛的重視[1、2]。本文將以此為基礎(chǔ)對(duì)小波變換這一工具應(yīng)用到圖像壓縮、實(shí)時(shí)連續(xù)媒體流等領(lǐng)域做一些有益的嘗試與探討。

1 小波變換在圖像壓縮中的應(yīng)用 小波變換以其特有的變換特性在圖像壓縮領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。如jpeg-2000、mpeg-4靜態(tài)圖像壓縮都采用了小波變換的方式。對(duì)于小波變換在靜態(tài)圖像壓縮中的應(yīng)用已經(jīng)有很多文獻(xiàn)對(duì)此做出了論述，此處不再贅述。以下只討論應(yīng)用價(jià)值更為廣闊的小波算法的硬件實(shí)現(xiàn)。 1.1 小波算法的硬件實(shí)現(xiàn) 美國(guó)ad公司的adv611數(shù)字視頻編解碼芯片是一款低價(jià)、單片、多功能、全數(shù)字的cmos超大規(guī)模集成電路，片內(nèi)集成了視頻接口、主機(jī)接口和sram，可以廣泛應(yīng)用于各個(gè)相關(guān)領(lǐng)域[5]。以下將從內(nèi)部框圖和算法分析兩個(gè)方面介紹該芯片的使用情況。

1.1.1 內(nèi)部框圖 圖1是adv611的內(nèi)部框圖，大致可以分為六個(gè)模塊，其中較有特色的部分是清晰窗口和量化控制兩部分。清晰窗口（quality box）是將用戶感興趣的部分圖像采用壓縮比較小的方式編碼，而對(duì)其余背景區(qū)域則加大壓縮比。這種方式可以認(rèn)為是小波編碼在空間可伸縮性的一種應(yīng)用。量化控制是為了滿足不同的網(wǎng)絡(luò)帶寬，不同的服務(wù)質(zhì)量而設(shè)定的改變編碼碼率的參量。通過(guò)設(shè)置不同比特每象素值（bit per pixel）而改變編碼碼流的數(shù)據(jù)量，滿足不同的網(wǎng)絡(luò)帶寬。圖2是采用與adv611相同壓縮算法的軟件模擬結(jié)構(gòu)。表1是算法效果統(tǒng)計(jì)。

表1 算法效果統(tǒng)計(jì) 比特每象素值 1 0.5 0.1 壓縮后數(shù)據(jù)量 50k 24k 7k 壓縮倍數(shù) 20.5 42.7 146.4 恢復(fù)圖像與原圖的psnr 32.43 30.88 27.37 其中圖2（a）是原始圖像（720×486×24位1025k），（b1）、（b2）、（b3）是比特每象素值分別為1、0.5、0.1時(shí)的恢復(fù)圖像。從數(shù)據(jù)中可以看出隨著比特每象素值的降低，壓縮后數(shù)據(jù)量隨之降低，而恢復(fù)圖像與原圖的psnr降低并不多。 1.1.2 算法分析 adv611內(nèi)部的小波變換采用雙正交9-7小波基。經(jīng)過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)證明雙交9-7小波基在圖像處理中是一種較好的小波基，目前多個(gè)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)小波壓縮的算法，一般都采用這種小波基。adv611芯片中的小波算法生成的m